DE19607221A1 - Composite profile made of two different metals, in particular for use as a busbar, and method for its production - Google Patents
Composite profile made of two different metals, in particular for use as a busbar, and method for its productionInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verbundprofil mit einem Tragkör per aus einem Leichtmetallwerkstoff als Profilkomponente und wenigstens einem mit diesem während eines Strangpreß vorganges metallisch verbundenen Profilband aus einem an deren Metall höherer Abriebfestigkeit, insbesondere zum Einsatz als Stromschiene mit einer vom Profilband bestimm ten Schleifebene. Zudem erfaßt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verbundprofils aus zwei Pro filkomponenten.The invention relates to a composite profile with a supporting body per from a light metal material as a profile component and at least one with it during an extrusion process metallically connected profile tape from one whose metal has higher abrasion resistance, especially for Use as a conductor rail with one determined by the profile strip th grinding plane. The invention also relates to a method to produce such a composite profile from two Pro fil components.
Der DE-B 24 32 541 ist ein Verfahren zum Herstellen von Stromschienen aus einem Trägerprofil und mindestens einer wenigstens einen Teil der Oberfläche des Trägerprofils bil denden Auflage aus Profilband eines anderen Metalls zu ent nehmen. Während eines Strangpreßvorganges wird das Träger profil durch Auspressen eines Blockes durch den Formge bungsquerschnitt einer Matrize erzeugt, und gleichzeitig durchläuft das Profilband zur Matrizenlängsachse parallel den Matrizendurchbruch oder Formgebungsquerschnitt. Zur Lö sung der Aufgabe, eine ausreichende Verbindung zwischen Trägerprofil und Profilband auch bei Verwendung nicht vor plattierter Bänder zu gewährleisten und zudem ein besonders wirtschaftliches Herstellen zu ermöglichen, werden nach der Vorerfindung mindestens zwei Verbundprofile gleichzeitig erzeugt, wobei die mit den Auflagen zu versehenden Bereiche der Trägerprofile einander gegenüberstehen und zwischen diesen Profilbänder paarweise aufeinanderliegend durch den Formgebungsquerschnitt geführt werden. DE-B 24 32 541 is a method for producing Busbars from a support profile and at least one bil at least part of the surface of the support profile end of the edition from profile tape of another metal to take. The carrier becomes during an extrusion process profile by pressing a block through the mold Exercise cross section of a matrix generated, and at the same time runs through the profile strip parallel to the longitudinal axis of the die the die opening or shape cross-section. To Lö solution of the task, an adequate connection between Carrier profile and profile tape not in front even when used to ensure clad bands and also a special one To enable economical manufacturing, according to the At least two composite profiles invented at the same time generated, the areas to be provided with the pads the support profiles face each other and between this profile tapes in pairs lying on top of each other Shaping cross section are performed.
Es sind nach diesem Verfahren inzwischen viele Profil formen hergestellt worden. Sofern kein ausreichender Formschluß zwischen Aluminiumgrundprofil und Profilband besteht, ist - beispielsweise zu Scherversuchen zu beiden Materialien - zusätzlich der Nachweis eines ausreichenden Kraftschlusses zu erbringen. Darüber hinaus führen die bekannten Verfahren insbesondere zu Profilen, deren Abriebfestigkeit durch ein dünnes, zur beschliffenen Profilfläche parallel liegendes Stahlband bestimmt wird. Die Dicke des verarbeitbaren Stahlbandes - und damit der maximalen Abriebdicke - liegt nach dem Stande der Technik - derzeit bei höchstens 6 mm.There are now many profile shapes using this method been made. Unless there is sufficient positive locking there is between the aluminum base profile and the profile strip - for example on shear tests on both materials - additional proof of sufficient adhesion to provide. In addition, the known methods perform in particular to profiles whose abrasion resistance is due to a thin, parallel to the ground profile surface Steel strip is determined. The thickness of the processable Steel strip - and thus the maximum abrasion thickness - lies according to the state of the art - currently at a maximum of 6 mm.
In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfin der das Ziel gesetzt, die Verbindung zwischen Trägerprofil und Profilband - auch bei nicht vorplattierten Profilbän dern - unter Beibehaltung der besonderen wirtschaftlichen Herstellungsmöglichkeiten weitergehend zu verbessern; es soll eine Reduzierung bzw. Vermeidung des bestehenden Pro duktions- und Prüfaufwandes ebenso erreicht werden wie eine Erhöhung der Abriebstandzeit, d. h. der zu erwartenden Le bensdauer des Produktes.The Erfin has knowledge of this state of the art which set the goal of connecting the beam profile and profile tape - even with non-pre-clad profile tapes but - while maintaining the special economic Further improve manufacturing opportunities; it should reduce or avoid the existing pro production and testing effort can be achieved as well Increase in abrasion resistance, d. H. the expected Le product life.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre der unabhängigen Patentansprüche; die Unteransprüche geben günstige Weiter bildungen an.The teaching of the independent leads to the solution of this task Claims; the subclaims give favorable further education.
Erfindungsgemäß ist zumindest ein Profilband in dem Ver bundprofil etwa rechtwinkelig oder geneigt zur Schleifebene in den Leichtmetallwerkstoff eingebettet, das bevorzugt zu mindest an seinen Hauptflächen mit Ausnehmungen, Durchset zungen, Riefen, Nuten oder ähnlichen Einformungen zur Verbesserung des Formschlusses ausgestattet sein soll.According to the invention, at least one profile strip is in the ver flank profile approximately at right angles or inclined to the grinding plane embedded in the light metal material, which prefers to at least on its main surfaces with recesses, penetration tongues, grooves, grooves or similar indentations for Improvement of the form fit should be equipped.
Besonders zwei Ausgestaltungen haben sich als günstig er wiesen, nämlich zum einen die Anordnung eines Profilbandes in der Längsachse des Verbundprofils, wobei eine Schmal seite dieses Profilbandes die Schleifebene definiert, sowie zum anderen ein Verbundprofil mit beidseits der Längsachse und in Abstand zu ihr angeordneten Profilbändern.In particular, two configurations have proven to be favorable pointed out, namely on the one hand the arrangement of a profile strip in the longitudinal axis of the composite profile, being a narrow side of this profile belt defines the grinding plane, as well on the other hand a composite profile with both sides of the longitudinal axis and spaced apart from them.
Im Rahmen der Erfindung werden hier also die Profilbänder aus beispielsweise Kupfer- oder Eisenwerkstoffen, insbeson dere aus Stahl, an ihren beiden Breitseiten und einer Schmalkante mit der Aluminiummatrix in Kontakt gebracht, was zu wesentlich größeren Verbundflächen für den metalli schen Verbund führt sowie zu höheren′ Reibungen zwischen beiden Werkstoffen.In the context of the invention, the profile strips are here made of, for example, copper or iron materials, in particular others made of steel, on their two broad sides and one Narrow edge brought into contact with the aluminum matrix, resulting in much larger composite areas for the metalli rule leads to higher 'friction between two materials.
Erfindungsgemäß liegen allseits vom Leichtmetallwerkstoff umgebene Profilbänder, bei denen die der Schleifebene zuzuordnende Schmalkante von einer dünnen Leichtmetallschicht überzogen ist; diese schont die Wände des Matrizendurchbruches, indem sie deren unmittelbaren Kontakt mit dem/den Profilband/Profilbändern hintanhält.According to the invention lie on all sides of the light metal material Surrounded profile strips, where the grinding plane assignable narrow edge from a thin Light metal layer is coated; this protects the walls of the matrix breakthrough by showing its immediate Keep in contact with the profile tape (s).
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung verläuft zumindest an einer Flanke der Schmalkante eine pultartig geneigte Seitenfläche als Begrenzung eines das Profilband enthalten den Schienenkopfes der Leichtmetallkomponente.Another feature of the invention is at least on a flank of the narrow edge a desk-like incline Side surface as a boundary of the profile tape included the rail head of the light metal component.
Beim Herstellen solcher Verbundprofile aus zumindest zwei Profilkomponenten mittels Strangpressens durch einen Matri zendurchbruch unter Einführen zumindest einer der oben nä her erörterten bandartigen Profilkomponenten in den Preß strom der Leichtmetallmatrix wird die bandartige Profilkom ponente parallel oder geneigt zur Längsachse des Matrizen durchbruches in die Leichtmetallmatrix eingeführt und dabei in diese mit den beiden Breitseiten sowie zumindest einer Schmalkante eingebettet, wobei die Profilkomponenten kraft- und formschlüssig verbunden werden.When producing such composite profiles from at least two Profile components by means of extrusion through a die z breakthrough introducing at least one of the above discussed band-like profile components in the press current of the light metal matrix is the band-like profile com component parallel or inclined to the longitudinal axis of the dies breakthrough in the light metal matrix and thereby in this with the two broad sides and at least one Narrow edge embedded, the profile components and be positively connected.
Beim gleichzeitigen Verpressen zweier Verbundprofile mit zueinander weisenden Schleifflächen - nach der Offenbarung der DE-B-24 32 541 - wird erfindungsgemäß zwischen zwei parallel in die Leichtmetallmatrix eingeführten bandartigen Profilkomponenten eine Profilhohlkammer ausgeformt, deren Kontur von den pultartig geneigten Seitenflächen der Ver bundprofile gebildet und die von der Schleifebene gekreuzt wird; diese beiden Verbundprofile können anschließend an der Schleifebene unter Einführen eines Trennwerkzeuges in die Profilhohlkammer getrennt werden.When simultaneously pressing two composite profiles with facing grinding surfaces - according to the revelation DE-B-24 32 541 - according to the invention between two band-like introduced parallel to the light metal matrix Profile components formed a hollow profile chamber, the Contour from the desk-like inclined side surfaces of the ver bundle profiles formed and crossed by the grinding plane becomes; these two composite profiles can then the grinding plane by inserting a cutting tool in the hollow profile chamber are separated.
Mit den beschriebenen Maßgaben wird die vorgegebene Aufgabe ohne weiteres gelöst. Zudem werden die folgenden Vorteile erreicht:With the described measures, the given task easily solved. It also has the following advantages reached:
- - Vereinfachung der Preßwerkzeuge und Erhöhung der Pressgeschwindigkeit;- Simplification of the pressing tools and increase the pressing speed;
- - Reduzierung von Entwicklungskosten bei Neupro filen durch formschlüssigen Verbund und neuer Profilgestaltung;- Reduction of development costs at Neupro filing through positive connection and newer Profile design;
- - Herstellung von kleinquerschnittigen Verbund profilen bisher nicht erreichbarer Abrieb festigkeit;- Manufacture of small cross-sectional composite Profiles of previously unattainable wear strength;
- - Vermeidung der Verbundprüfung durch formschlüs siges Verpressen des Profilbandes mittels der Nuten, Ausnehmungen, Durchsetzungen in dem sonst flachen Bandprofil;- Avoidance of the composite test through positive locking siges pressing of the profile strip by means of the Grooves, recesses, enforcements in the otherwise flat belt profile;
- - Erhöhung der Preßgeschwindigkeit ohne das Ent stehen eines metallischen Verbundes berücksich tigen zu müssen;- Increase the pressing speed without Ent stand of a metallic composite to have to do;
- - Erhöhung der Abriebdicke des Profilkopfes auf bevorzugt 15 bis 25 mm - entsprechend der Ver ankerung bzw. Profilbandhöhe im Aluminiumgrund profil.- Increase the abrasion thickness of the profile head preferably 15 to 25 mm - according to Ver Anchoring or profile tape height in the aluminum base profile.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt inFurther advantages, features and details of the invention result from the following description more preferred Exemplary embodiments and with reference to the drawing; this shows in
Fig. 1, 3 Querschnitte durch jeweils ein Verbund profil; Fig. 1, 3 cross sections through a composite profile;
Fig. 2 eine Schrägsicht auf zwei miteinander auf dem Wege des Strangpressens gleich zeitig erzeugte Verbundprofile mit zu geordnetem Trennwerkzeug; Figure 2 is an oblique view of two composite profiles simultaneously produced by extrusion with the associated cutting tool.
Fig. 4 den Querschnitt durch zwei andere mit einander erzeugte Verbundprofile. Fig. 4 shows the cross section through two other composite profiles generated with each other.
Ein als Stromschiene einsetzbares Verbundprofil 10 weist nach Fig. 1 einen auf dem Wege des Strangpressens aus einer Aluminiumlegierung entstandenen Schienenkörper mit horizon talem Schienenfuß 12 und diesen zu einem "T" ergänzenden Schienenhals 14 auf, den oberhalb eines wulstartigen Kra gens 16 ein Schienenkopf 18 fortsetzt. In diesen ist in Querschnittslängsachse A ein flaches rechteckiges Bandpro fil 20 eingebettet, das - zur Herstellung eines Form schlusses mit der Matrix des Schienenkopfes 18 - mit Durchsetzungen, Ausnehmungen, Nuten 22 od. dgl. Einformungen oder mit einer Riffelung, Rändelung od. dgl. Oberflächen strukturierung ausgestattet ist.A composite profile 10 that can be used as a conductor rail has, according to FIG. 1, a rail body formed on the way of extrusion from an aluminum alloy with a horizontal rail foot 12 and this complementing a "T" rail neck 14 , which continues above a bead-like Kra 16 a rail head 18 . In this, a flat rectangular Bandpro fil 20 is embedded in the cross-sectional longitudinal axis A, which - to produce a positive connection with the matrix of the rail head 18 - with penetrations, recesses, grooves 22 or the like. Deformations or with a corrugation, knurling or the like. Surface structure is equipped.
Die Dicke b des Bandprofils 20 mißt bevorzugt etwa 5 mm, seine Querschnittshöhe h bzw. die Länge seiner Breitseiten 24 hier 15 bis 25 mm; diese entspricht dem für solche Schienentypen bekannten Abriebmaß. Der Schienenkopf 18 bietet beidseits der in einer Schleifebene E für einen nicht dargestellten Stromabnehmer an seiner Oberfläche verlaufenden Schmalkante 26 als Schleiffläche des Bandprofils 20 pultartig abfallende Seitenflächen 28 an. Im übrigen sind am Schienenhals 14 Verbindungslaschen 15 zum Anschluß an ein fluchtendes Schienenprofil angeschraubt.The thickness b of the band profile 20 preferably measures about 5 mm, its cross-sectional height h or the length of its broad sides 24 here 15 to 25 mm; this corresponds to the abrasion measure known for such rail types. The rail head 18 offers on both sides of the narrow edge 26 running on its surface in a grinding plane E for a pantograph (not shown) as a grinding surface of the belt profile 20, side surfaces 28 falling off like a desk. In addition, 14 connecting straps 15 are screwed to the rail neck for connection to an aligned rail profile.
Fig. 2 verdeutlicht das gleichzeitige Herstellen zweier Verbundprofile 30 durch einen gemeinsamen Durchbruch eines nicht erkennbaren Preßwerkzeuges. Dabei liegen die Schleifflächen 26 zweier parallel sowie in Abstand n zur Symmetrie- oder Querschnittsachse A im Schienenkopf 18 des einen Verbundprofils 30 verlaufenden Bandprofile 20 den Schleifflächen 26 fluchtender Bandprofile 20 des anderen Verbundprofils 30 an. Die zu Fig. 1 beschriebenen, das Bandprofil 20 flankierenden Seitenflächen 28 des Schienen kopfes 18 bilden in Fig. 2 an der Querschnittsachse A eine zeitweilige Profilhohlkammer 32. Fig. 2 illustrates the simultaneous production of two composite profiles 30 by a common breakthrough of an unrecognizable pressing tool. Here, the grinding surfaces 26 of two parallel and at a distance n from the symmetry or cross-sectional axis A in the rail head 18 of the band profile 20 running one composite profile 30 abut the grinding surfaces 26 of the aligned band profiles 20 of the other composite profile 30 . The side surfaces 28 of the rails described in FIG. 1, the strip profile 20 flanking head 18 constitute in Fig. 2 on the cross-sectional axis A temporary profile hollow chamber 32.
Nach dem Abkühlen des so entstehenden Preßstranges werden die beiden Verbundprofile 30 mittels Schneiden 34 eines bei 36 skizzierten, dafür zur Profilhohlkammer 32 geführten Trenndornes gespalten. Das Trennen kann auch nach dem Ein führen einer Zugstange in die Profilhohlkammer 32 mittels eines Ziehdornes erfolgen.After the pressing strand thus formed has cooled, the two composite profiles 30 are split by means of cutting 34 of a separating mandrel outlined at 36 and instead guided to the hollow profile chamber 32 . The separation can also be done after a lead rod into the hollow profile chamber 32 by means of a mandrel.
Das Verbundprofil 30 a der Fig. 3 ist ohne Partner - also als Einzelprofil - entstanden, seine beiden Schleifflächen 26 sind zur Schonung des Werkzeuges von einem Matrixhut 38 überdeckt. Gleiches trifft für die Verbundprofile 30 b der Fig. 4 zu, die ohne Profilhohlkammer entstehen, und eine die Schleifflächen 26 ihrer Bandprofile 20 überlagernde ebene Firstschicht 40 anbieten.The composite profile 30 a of FIG. 3 was created without a partner - that is, as a single profile - its two grinding surfaces 26 are covered by a matrix hat 38 to protect the tool. The same applies to the composite profiles 30 b of FIG. 4, which are created without a hollow profile chamber, and which offer a flat ridge layer 40 overlying the grinding surfaces 26 of their strip profiles 20 .
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |